【C语言】内存操作，内存函数篇---memcpy，memmove，memset和memcmp内存函数的使用和模拟实现【图文详解】

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前言

在结束上一期字符系列篇后，本篇我们将了解四种内存操作的函数，它们分别是memcpy，memmove，memset和memcmp。

一、memcpy

memcpy的介绍和使用

memcpy的模拟实现

二、memmove

memmove的介绍和使用

memmove的模拟实现

三、memset

四、memcmp

一、memcpy

memcpy可以在cplusplus网站查询，memcpy - C++ Reference (cplusplus.com)

函数原型如下：

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

函数介绍如下：

函数返回值和使用案例如下：

memcpy的介绍和使用

memcpy是一个复制内存空间的函数，Copy block of memory，复制内存块，将 num 字节的值从源指向的位置直接复制到目标指向的内存块。

那具体是怎么使用的呢？

我们来看一个整型数组的使用案例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[60];memcpy(arr2, arr1, 20);for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d", arr2[i]);}return 0;
}

结果如下：

memcpy的模拟实现

思路：因为我们并不知道要接收什么样的数据类型，所以可以用void *来定义数据类型，因为void*不能直接加减整数，所以我们要将其转换成char * 的一个字节指针变量，然后进行加减，最后赋值给自己。

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);void* ret = dest;while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}return ret;
}

写完后，我们看案例，如果目标空间和源空间重叠了呢？

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[60];memcpy(arr1+3, arr1, 20);for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d", arr1[i]);}return 0;
}

结果如下：

我们用自己的拷贝呢？

int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };my_memcpy(arr1+3, arr1, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

结果如下：

我们来看过程图：

总结：

1.memcpy的使用需要包括头文件string.h

2.函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination指向的内存位置。
3.memcpy函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。
4.如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

5.memcpy的返回值是目标空间的起始地址

二、memmove

为了解决上述情况，我们需要用到memmove来解决内存重叠的问题，memmove可以在cplusplus网站查询，memmove - C++ Reference (cplusplus.com)

函数原型如下：

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

函数介绍如下：

函数返回值和使用案例如下：

memmove的介绍和使用

memmove可以解决出现内存重叠空间的情况，将 num 字节的值从源指向的位置复制到目标指向的内存块。复制就像使用中间缓冲区一样进行，从而允许目标和源重叠。

int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };memmove(arr1+3, arr1, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

结果如下：

memmove的模拟实现

思路：为了解决重叠问题，我们得对src和dest的目标空间起始位置进行讨论，分两种情况，从后往前或者从前往后复制

我们发现当dest在src的右边就需要从后往前拷贝

而dest在src的左边就需要从前往后拷贝

当dest和src不重叠的时候，无论是从前往后，还是从后往前都可以。

所以一共有两种方案

方案一，我们采取dest在src前面的情况，然后其余只采用从后往前

方案二、我们采取dest >= src，并且，dest <= (char*)src+ num,

//方案一
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);void* ret = dest;if (dest < src){//从前向后while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}}else{//从后向前while (num--){*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);}}return ret;
}

//方案二
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);void* ret = dest;if (dest > src && dest <= (char*)src +num){//从后向前while (num--){*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);}}else{//从前向后while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;			dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}}return ret;
}

二者最后的结果如下所示：

总结：
1.如果源空间和⽬标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

2.memmove的使用需要包括头文件string.h

3.memmove将 num 字节的值将源指向的位置复制到目标指向的内存块。复制就像使用中间缓冲区一样进行，从而允许目标和源空间重叠。

4.memmove和memcpy函数一样在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。

5.memmove的返回值是目标空间的起始地址

三、memset

memset可以在cplusplus网站查询，memset - C++ 参考 (cplusplus.com)

函数原型如下：

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

函数介绍如下：

函数返回值和使用案例如下：

函数的使用和介绍

memset是用来填充内存的，填充内存的值就是函数参数中的value

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char arr[] = "hello CILMY23";memset(arr, '1', 5);for (int i = 0; i < 13; i++){printf("%c ", arr[i]);}return 0;
}

结果如下：

总结：

1.memset是用来设置内存的，将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。

2.memset的使用需要包括头文件string.h

3.memset的返回是原空间的地址

4.memset只能对字节进行操作，操作的是一个字节数

四、memcmp

memcmp可以在cplusplus网站查询，memcpy - C++ Reference (cplusplus.com)

函数原型如下：

int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

函数介绍如下：

函数返回值和使用案例如下：

memcmp的使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[] = { 1,5,6,7,8, };int ret = memcmp(arr1, arr2,5);printf("%d ", ret);return 0;
}